otvety_PAHT

26. При проведении процесса разделения смесей жидкостной экстракцией наибольшую эффективность достигают:

а) однократная экстракция.

Р+В

2

1 – смеситель

Е

2 - отстойник

1

Применяется на практике лишь когда коэффициент

Э

R

распределения в пользу экстрагента очень высок или

когда допустимы невысокие концентрации извлекаемого

вещества в экстракте.

б) порционная экстракция.

Э1

2

Е1

Э2

2

Е2

Эn

2

Еn

1

Р+В

R1

1

R2

1

Rn

Схема позволяет из исходного раствора получить весьма чистый разбавитель. Применяется, когда необходимо получать достаточно чистый разбавитель с помощью дешевого экстрагента, не требующего регенерации.

в) противоточная непрерывная экстракция.

		Ек	2	Е2	Эn	Еn
1	2
	Р+В	R1	1	R2	1	Rn

Наибольшей эффективностью в аспекте полноты разделения обладает схема противоточной экстракции. Эта схема чаще всего применяется в многотоннажной промышленности. В таком процессе наиболее обедненная переходящим (экстрагируемым) компонентом фаза рафината на выходе из установки встречается со свежим экстрагентом, а наиболее богатая этим компонентом фаза экстракта на выходе контактирует с концентрированным исходным раствором. Благодаря этому достигается: - наиболее высокая средняя движущая сила процесса -максимальная степень разделения при заданном расходе экстрагента -наименьший расход экстрагента при заданной степени разделения.

в) прямоточная непрерывная экстракция.

Э1	2	1	2	1		2	Еn
1		Е1		Е2
Р+В		R1	1	R2	1		Rn

В таком процессе движущая сила с каждой ступенью уменьшается и поэтому процесс не очень эффективен.

21

27. В чем состоят преимущества проведения процесса выпаривания в прямоточной многокорпусной выпарной установке по сравнению с использованием однокорпусной установки? Составьте тепловой баланс для однокорпусной выпарной установки.

Ответ: экономии свежего греющего пара Преимущества использования прямоточной многокорпусной

выпарной установки по сравнению с однокорпусной установкой таковы: 1) С энергетической точки зрения удаётся использовать теплоту вторичного пара, полученного в предыдущем корпусе для обогрева следующего (благодаря уменьшению температуры кипения упариваемого раствора от корпуса к корпусу).

Тепловой баланс:

Задача теплового расчёта процесса выпаривания сводится к определению необходимого теплового потока Q, расхода теплоносителя Dгр, а также требуемой поверхности теплообмена F. Для стационарного режима работы выпарной установки тепловой баланс запишется следующим образом: Q+Socoto-Wi-S1c1t1=0. Отсюда имеем:

Q=Soco(t1-t0)=W(i-cpt1). Таким образом, необходимый тепловой поток расходуется на нагрев So кг/с исходного раствора от to до t1 и на последующее испарение растворителя W кг/с при температуре t1. П рассчитанному тепловому потоку Q найдём расход греющего пара Dгр :

	Dгрh-Q-DгрскT=0, т.е. Dгр	Q		Q . Значит площадь поверхности
		h c T
				r
		к

теплообмена F равна: F kQt . Потери тепла в окружающую среду Qо при

определении расхода греющего пара: Dгр Q Qo . Однако при расчёте

rгр

площади теплообмена F труб нагревательной камеры учитывается лишь тепловой поток на процесс выпаривания Q.

22

28. В чем преимущества проведения процесса сушки с частичной рециркуляцией сушильного агента по сравнению с процессом без рециркуляции? Представьте проведение этого процесса в I – d диаграмме.

Ответ: понижение температуры суш. Агента на входе в суш.камеру Частичная рециркуляция отработанного

сушильного агента позволяет снизить скорость сушки. Таким образом, СА на входе в сушильную камеру имеет более высокую влажность и более низкую температуру. Следовательно, процесс сушки проходит в более мягких условиях и требует более длительного времени (из-за понижения движущей силы процесса). С помощью частичной рециркуляции отработанного СА при высушивании термолабильных материалов можно избежать трудностей, указанных выше. Процесс идеальной сушки с частичной рециркуляцией отработанного СА в I-d диаграмме выглядит следующим образом:

23

29. Привести схему и принцип работы простого регенеративного цикла высокого давления (цикл Линде). Каким образом нужно изменять параметры воздуха (температуру, давление) в циклах глубокого охлаждения пред конечным дросселированием воздуху до жидкого состояния с целью увеличения удельной холодопроизводительности цикла (хр)?

Ответ: Понижать температуру воздуха перед дросселированием Это – наиболее простой из циклов, использующих только дросселирование.

Исходный воздух изотермически сжимается от давления р1 до р2 в компрессионном агрегате К и охлаждается в холодообменнике Х при постоянном давлении р2 (за счет обратного потока холодного воздуха). Затем сжатый воздух дросселируется в вентиле Др до давления р1. Полученная парожидкостная смесь поступает в сепаратор С, откуда жидкость (сжиженный газ) отводится от системы в количестве х, а газ в количестве (1-х) возвращается в холодообменник Х, забирая теплоту у потока сжатого газа, идущего на дросселирование.

Заметим: давление р1, как правило атмосферное: свежий воздух забирается из атмосферы; жидкий воздух храниться и транспортируется в сосудах Дьюара, где зона хранения соединена с атмосферой.

В связи с р1 =1 бар может возникнуть вопрос: зачем долю (1-х) возвращать в цикл, не проще ли направлять на сжатие в компрессор весь воздух (1 кг) из атмосферы, а не небольшую долю х? Дело в том. что воздух в циклах глубокого охлаждения проходит специальную подготовку (очистку от воды, диоксида углерода и др. примесей) Очистка воздушного потока Gx дешевле, чем полного потока G. Поэтому поток воздуха G(1-x), ранее уже прошедшего очистку, возвращают в цикл. В диаграмме Т-s (рис.21.16,б) стадии процесса изображены следующим образом:

1-2 – изотермическое (Т1=Т2=const) сжатие 1 кг воздуха;

2-3 – изобарическое (р2= const) охлаждение в холодообменнике; 3-4 – дросселирование (h=const);

4-0 и 4-5 - изобарическая (р1= const) сепарация (с выводом потока х жидкого воздуха);

5-1 – изобарическое (р1= const) нагревание потока (1-х) воздуха (с присоединением потока х свежего воздуха и направлением 1 кг смеси на сжатие в компрессор).

Далее стадии повторяются.

24

30. Назначение, принцип действия и схема работы щековой дробилки.

Ответ: крупного дробления

Щековые дробилки относятся (ЩД) к размольным машинам с преобладанием измельчения способами размалывания, раскалывания и раздавливания. Чаще всего ЩД используются при крупном и среднем дроблении.

Основными рабочими органами ЩД являются смонтированные на станине 1 стальная или чугунная неподвижная щека 2 и подвижная щека 4, защищенные плитами, изготовленными из очень прочного (износоустойчивого) материала. С торцов пасть закрыта гладкими плитами 3. ЩД работает циклично – в 2 стадии: измельчение ТМ; загрузка-выгрузка ТМ. На стадии измельчения подвижная щека перемещается влево, плиты сближаются, и происходит разрушение ТМ. На стадии загрузки-выгрузки подвижная щека перемещается вправо; при этом измельченный материал выгружается из ЩД через нижнее сечение пасти (шпальт), и одновременно

врабочий объем через верхнее сечение (зев) подается свежая порция исходного ТМ. Возвратнопоступательное перемещение щеки около оси 5 обеспечивается подъемно-опускным движением шатуна 8, сидящего на эксцентриковом валу 7, и распоротыми плитами 9, шарнирно соединяющими шатун с подвижной щекой (левая плита 9) и клиньями 12 (правая плита 9). При подъеме шатуна подъемные плиты располагаются почти в одну линию, так что подвижная щека идет влево (измельчение ТМ в пасти). При опускании шатуна распорные плиты располагаются

вломаную линию так, что подвижная щека идет вправо (разгрузка ТМ через шпальт и загрузка свежих его порций через зев). На стадии загрузки-выгрузки под действием собственного веса ТМ в рабочей зоне подвижная щека весьма медленно перемещается вправо; чтобы частота этого перемещения соответствовала режиму ЩД, пересмотрен принудительный возврат подвижной щеки в крайнее правое положение с помощью тяг 10 и пружин 11.

Для восприятия значительных инерционных усилий на эксцентриковом валу 7 устанавливается массивное моховое колесо 6.

Конечный размер куска измельченного ТМ регулируется шириной щели (нижнего сечения) шпальта за счет фиксации клиньев 12 в определенном положении.

При работе ЩД возможно случайное попадание в рабочий объем (в пасть) очень прочного куска какого-либо постороннего ТМ. Чтобы избежать поломки дорогостоящих узлов и деталей ЩД, на этот случай предусмотрена преднамеренная поломка какой-нибудь дешевой и легко заменяемой детали, чаще всего – специально ослабленной правой распорной плиты 9: она выполняет роль «предохранительного клапана» - при поломке его легко заменить на новую.

Достоинства: простота, надежность, легкость обслуживания, относительная компактность. Недостатки: периодичность цикла работ, следовательно, неравномерность нагрузки на рабочий орган в процессе измельчения, поломки, необходимость замены распорной плиты, шум

25